Konec lidstva a globální katastrofy všeho druhu fascinují nejen hollywoodské filmaře ale i média. Zasadit ránu pánovi tvorstva mohou změny klimatu, jaderný konflikt nebo smrtící pandemie. Rychle a efektivně nás však dokáže smést také vesmír, kterému lidstvo věnuje stále příliš malou pozornost. Kromě dopadu asteroidu či komety nás může pořádně pozlobit vlastní matka alias onen žlutý trpaslík 150 milionů kilometrů od Země.
Slunce je ve srovnání s mnoha dalšími velmi klidnou hvězdou. Občas ale také u něj dojde k velkým erupcím. Nebezpečné jsou CME (Coronal mass ejection, výron koronální hmoty), což je uvolnění velkého množství materiálu ze sluneční korony do okolního prostoru. Většinou velmi úzce souvisí se slunečními erupcemi a oba jevy pak s magnetickým polem Slunce.
Slunce dnes pozoruje řada družic, takže o dění na něm a v jeho okolí víme doslova online. Vědci však dokáží sluneční činnost studovat i relativně hluboko do minulosti.
Pokud máme smůlu a oblak částic zasáhne Zemi, stane se tak za 13 hodin až několik desítek dní – průměr je asi 3,5 dne.
CME cestují rychlostmi od 20 do 3200 km/s s průměrnou rychlostí asi 500 km/s. Pokud máme smůlu a oblak částic zasáhne Zemi, stane se tak za 13 hodin až několik desítek dní – průměr je asi 3,5 dne.
Energetické protony se střetnou se zemskou atmosférou a začnou atomy mlátit hlava nehlava. Zemská atmosféra se skládá převážně z dusíku, kyslíku a argonu. Ostatní prvky můžeme zanedbat. Protony ze Slunce tyto tři prvky rozštěpí na radioaktivní izotopy:
dusík ⇒ uhlík-14 (¹⁴C)
kyslík ⇒ beryllium-10 (¹⁰Be)
argon ⇒ chlor-36 (³⁶Cl)
Všechny tyto tři izotopy jsou v drtivé většině vytvořeny mimozemskými protony. Jejich zdrojem nemusí být jen Slunce, ale naše mateřská hvězda je jedním z hlavních zdrojů. Tady je dobré uvést, že proton při tříštění atomů nepředává žádné doklady o svém původu.
Některé významné události sluneční aktivity z historie tak mohou být ve skutečnosti události mimo Sluneční soustavu. Po podobných událostech bychom nejspíše našli ve vesmíru pozůstatky, takže Slunce je vždy hlavním podezřelým, ale vyloučit to nelze.
Ale zpět do atmosféry za našimi izotopy. Z atmosféry se dostávají prostřednictvím dešťových či sněhových srážek na zemský povrch. Doma na zahradě toho moc nenajdete. Lepší je led, hodně ledu. Je to paradoxní, ale vrtochy žhavého Slunce zkoumáme v těch nejchladnějších oblastech naší planety.
Událost z roku 7176 př. n. l.
Chiara Paleari a její tým [studie v Nature] zkoumali vzorky z několika míst v Grónsku a Antarktidě. Nejedná se o novou metodu. Už dříve se takto podařilo odhalit nárůst izotopů z mnoha velkých CME. Jedna z těch nejsilnějších nastala na přelomu let 774 až 775 (nárůst uhlíku-14), další pak v roce 1052 a 1279. Událost z roku 7176 př. n. l. je ale zatím nejsilnější, která byla objevena a možná nejsilnější vůbec za posledních 10 tisíc let.
Vědci objevili zvýšené roční hladiny všech tří izotopů. Beryllia-10 bylo 3krát až vice než 4krát více oproti obvyklému množství v závislosti na místě nálezu. Uhlíku-14 bylo 4,5krát více a chloru-36 dokonce šestkrát více.
Nárůst radioizotopů v různých místech: NGRIP (Northern Greenland Ice core Project), EGRIP (Eastern Greenland Ice core Project), EDML (EPICA Dronning Maud
Land in Antarctica), GRIP (Greenland Ice core Project). Foto: Chiara Paleari et al., 2022, CC BY 4.0
Sluneční erupce a my
V roce 7176 př. n. l. byly vrcholem lidského umu ozdoby z kovu. Dnes je lidstvo závislé na internetu a elektřině. Podobně silný výron CME by představoval velký problém pro energetické soustavy. Po zkušenostech z minulého století jsou proti vrtochům Slunce chráněny, ale vše má své limity.
Geomagnetické indukované proudy by mimo jiné zničily transformátory, jejichž oprava by mohla trvat roky. Pro „jemnější“ příklady nemusíme chodit příliš daleko.
V březnu 1989 způsobila sluneční erupce devítihodinový masivní výpadek proudu v kanadském Quebecu. Některé satelity na polárních drahách ztratily na několik hodin kontrolu. Polární záře bylo možné vidět až na jihu Texasu a na Floridě. Někteří lidé se obávali, že došlo k jadernému útoku. Oblak částic dolétl k Zemi za 3,5 dne.
V září 1859 došlo k erupci, která se nejen do dějin sluneční fyziky zapsala jako Carringtonská událost. Historické záznamy mluví o jiskření a požáru v mnoha telegrafních systémech. Polární záře nad Skalistými horami v USA byly tak jasné, že probudily zlatokopy, kteří začali připravovat snídani, protože si mysleli, že je ráno.
23. července 2012 byla pozorována CME o „parametrech Carringtonské události“. Pokud by zasáhla Zemi, sekli by se Mayové ve svém odhadu jen o pět měsíců. Naštěstí nás minula.
Rána do zad
Sluneční aktivita není konstantní, ale mění se v jedenáctiletém slunečním cyklu. V době maxima je více CME a také pozorujeme více slunečních skvrn, což jsou chladnější místa ve fotosféře, které opět souvisí s magnetickým polem Slunce.
K CME obvykle dochází okolo maxima sluneční činnosti, ale občas i v době, kdy je slunce na minimu a podobné výrony spíše neočekáváme.
Když je Slunce na maximu, funguje velmi dobře jako štít, který nás chrání před kosmickým zářením přicházejícím z objektů mimo Sluneční soustavu. Pokud je na minimu, je tento štít slabší a na Zemi dopadá více kosmického záření, což se opět projeví v množství beryllia-10.
Vědci tak opět zkoumali tento izotop a zjistili, že k nárůstu v roce 7176 př. n. l. došlo v době, kdy byla produkce beryllia na vysoké úrovni, což znamená, že Slunce bylo v době svého minima. To je docela překvapivé, ale bohužel asi ne neobvyklé. Událost z roku 774 proběhla zřejmě také v době minima. Pokud se to potvrdí, znamená to, že Slunce může vyvolat globální katastrofu prakticky kdykoliv.
Událost z roku 7176 př. n. l. vypadá jako něco, co se nás netýká. Jenomže Slunce žije v trochu odlišných měřítcích. Pokud bychom věk dožití Slunce přepočítali na průměrný věk dožití člověka, tak se zmíněná událost stala před pouhými 38 minutami!